柿醋發(fā)酵過(guò)程中單寧含量的變化規(guī)律研究

郭 敏，張寶善，劉小鳴，陳 衛(wèi)

(1.江南大學(xué)食品學(xué)院食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫 214122;2.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710062)

柿醋，是以柿為原料，通過(guò)添加的或是自然存在的酵母菌和醋酸菌的生理代謝作用發(fā)酵制成的保健飲料。作為果醋的一種，柿醋營(yíng)養(yǎng)成分豐富，內(nèi)含多種有機(jī)酸、醇、糖、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸等成份，酸味柔和，口感醇厚，兼具水果和食醋的營(yíng)養(yǎng)保健功能［1－2］。單寧是指分子量在 500～3000u 之間、能沉淀生物堿、明膠及其他蛋白質(zhì)的酚類物質(zhì)［3］。柿中含有大量的單寧類物質(zhì)，這些單寧類物質(zhì)，一方面因有很好的抗氧化作用，對(duì)預(yù)防衰老和心血管疾病有很好的效果。但另一方面，柿醋在加工過(guò)程中須經(jīng)過(guò)酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等復(fù)雜的生化過(guò)程，大量的單寧類物質(zhì)，易致柿醋色澤劣變，澀味重現(xiàn)、果肉凝聚，嚴(yán)重影響了柿果的深加工利用。本文以廣西恭城“月柿”為研究對(duì)象，根據(jù)柿醋生產(chǎn)基本工藝，在不同原料處理方法、發(fā)酵溫度、發(fā)酵方式、通氣狀況等發(fā)酵條件下，研究柿醋發(fā)酵過(guò)程中單寧含量的變化規(guī)律，探索柿醋單寧消長(zhǎng)的機(jī)理，以期提高柿醋釀造質(zhì)量和穩(wěn)定性，進(jìn)一步擴(kuò)大柿果的利用率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

柿子 廣西恭城月柿;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品 天津市尖峰天然產(chǎn)物研究開(kāi)發(fā)有限公司;單寧酸、鎢酸鈉、鉬酸鈉、硫酸鋰、亞硝酸鈉、硝酸鋁、香草醛、無(wú)水碳酸鈉、濃鹽酸、濃硫酸、溴水、無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇 分析純;干紅專用酵母菌(Saccharomyces ellipsoideus Y2323) 寧夏大學(xué)提供;酵母固態(tài)培養(yǎng)基 麥芽汁(5～6°Be)，2% 瓊脂，pH6.4，121℃ 滅菌20min;酵母液態(tài)培養(yǎng)基 麥芽汁(5～6°Be)，pH6.4，121℃滅菌20min。

發(fā)酵罐 陜西師范大學(xué)食品工程系食品發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室自制;WJF2000型可見(jiàn)分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司;RE－52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、TDL－60B離心機(jī) 上海安亭實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;YX280型手提式不銹鋼蒸汽消毒器 上海三申醫(yī)療器械有限公司;GSP－9080MBE型隔水式培養(yǎng)箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;AL204型電子天平 梅特勒－托利多儀器(上海)有限公司;SW－CJ－1F凈化工作臺(tái) 蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;HHW－21CU600型水浴鍋 上海福馬實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;JB－3型磁力攪拌器 上海雷磁新徑儀器有限公司;BA300生物顯微鏡 Motic中國(guó)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酵母菌的活化與擴(kuò)大培養(yǎng)

1.2.1.1 一級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng) 取15mm×150mm試管3支，每只試管中加入10mL液態(tài)培養(yǎng)基，于121℃高壓滅菌20min，冷卻后用接種環(huán)，從酵母菌斜面培養(yǎng)基上取2環(huán)酵母菌接入試管中，置于恒溫培養(yǎng)箱中，在28℃條件下培養(yǎng)24h，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)得酵母菌的濃度為108/mL。

1.2.1.2 二級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng) 取250mL三角瓶3支，每個(gè)三角瓶中加入200mL新制麥芽汁液體培養(yǎng)基中，于121℃高壓滅菌20min，冷卻后按3%接種量接入一級(jí)試管培養(yǎng)的酵母菌，置于恒溫培養(yǎng)箱中，在28℃條件下培養(yǎng)24h，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)得酵母菌的濃度為108個(gè)/mL。

1.2.2 測(cè)定方法 單寧含量的測(cè)定［4－5］采用FC(Folin－Ciocalteus)法。

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 脫澀 采用乙醇脫澀法，將柿果分層裝入容器中，每層噴75%酒精，酒精用量按柿果重0.1%，常溫下密封，5～10d即可。

1.3.2.2 添加SO2按80mg/L的SO2添加NaHSO3。

1.3.2.3 酒精發(fā)酵 按3%的添加量接入活化酵母，攪勻，于28℃的恒溫下培養(yǎng)16d左右，待發(fā)酵結(jié)束后，分離沉淀物，并換罐。

1.3.2.4 醋酸發(fā)酵 利用自然發(fā)酵，即在成熟的酒糟中其自身及野生醋酸菌進(jìn)行醋酸發(fā)酵，于37℃的發(fā)酵溫度下通過(guò)醋酸菌的作用把酒精氧化成醋酸。至酒精含量低于0.4%，醋酸含量不再上升時(shí)，結(jié)束發(fā)酵。

1.3.2.5 陳釀、過(guò)濾 即將柿醋密封儲(chǔ)存于特定環(huán)境中，使其產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，口味柔和。發(fā)酵成熟后，將柿醋通過(guò)250目篩網(wǎng)，將果肉等碎屑過(guò)濾除去，提高柿醋的穩(wěn)定性和透明度，提高感官質(zhì)量。

1.3.2.6 裝瓶、殺菌 將過(guò)濾后的柿醋裝入清潔的瓶中，在70～75℃下滅菌15min，冷卻至室溫，即成成品醋。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同原料處理方法對(duì)發(fā)酵醋中單寧含量的影響

將采用75%乙醇脫澀的柿果進(jìn)行發(fā)酵，未脫澀作為對(duì)照。每3d測(cè)發(fā)酵過(guò)程中單寧含量的變化情況(圖1)。

圖1 原料處理方法對(duì)單寧含量的影響Fig.1 Influence of material pretreatment on tannins content

結(jié)果表明，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，單寧含量先降低后趨于穩(wěn)定。不同處理方法的柿，單寧含量的降低程度有區(qū)別。未經(jīng)脫澀處理的發(fā)酵液中(對(duì)照)，單寧含量由起初的12000mg/mL迅速下降到2000mg/mL以下，而脫澀處理的發(fā)酵液中單寧含量則下降較為緩慢。可能是因?yàn)榘l(fā)酵液中測(cè)定的可溶性單寧在脫澀處理過(guò)程中，經(jīng)縮合、凝聚變成為不溶性單寧，溶解度下降［6］，使得發(fā)酵液中可溶性單寧的含量降低，脫澀處理的發(fā)酵液中的單寧含量要明顯少于未經(jīng)脫澀處理的發(fā)酵液。因此脫澀處理對(duì)于控制柿醋發(fā)酵過(guò)程中的單寧含量是必要的處理方式。

2.2 發(fā)酵溫度對(duì)單寧變化的影響

經(jīng)脫澀處理后，分別放置在20、28℃的條件下進(jìn)行發(fā)酵，每3d測(cè)定發(fā)酵液中單寧含量，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 發(fā)酵溫度對(duì)單寧含量的影響Fig.2 Influence of fermentation temperature on tannins content

由圖2可以看出，在不同的發(fā)酵溫度下，發(fā)酵液中單寧變化趨勢(shì)大體一致，區(qū)別在于單寧含量減少的快慢。在28℃的發(fā)酵條件下，前6d單寧含量快速降低是由于酵母菌大量繁殖，開(kāi)始分解糖類，產(chǎn)生CO2、酒精和有機(jī)酸等，此時(shí)發(fā)酵液中糖含量開(kāi)始降低，單寧的含量隨之降低，6d以后，單寧含量變化不明顯。而對(duì)于20℃的處理來(lái)看，前3d單寧的含量也快速降低，第3d后，單寧含量變化不明顯?？赡芤?yàn)榘l(fā)酵溫度對(duì)酵母菌的繁殖有很大的影響。酵母菌只有在最適的發(fā)酵溫度下才能快速繁殖，進(jìn)而加快發(fā)酵速率，單寧的含量隨之降低，而在較低的發(fā)酵溫度下，不利于酵母菌生長(zhǎng)，因此也對(duì)單寧含量的變化有一定的影響。由此可見(jiàn)，在柿醋發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵溫度對(duì)于單寧變化的影響，主要體現(xiàn)在其對(duì)酵母菌的影響，進(jìn)而影響單寧含量。

2.3 帶渣發(fā)酵對(duì)醋酸發(fā)酵過(guò)程中單寧變化的影響

將酒精發(fā)酵結(jié)束后的發(fā)酵液去渣后，在37℃下進(jìn)行自然發(fā)酵，以帶渣發(fā)酵作為對(duì)照。每3d測(cè)發(fā)酵過(guò)程中單寧含量的變化情況(圖3)。

在酒精發(fā)酵結(jié)束之后，將發(fā)酵液分成兩部分，一部分帶渣在37℃的開(kāi)放條件下進(jìn)行自然醋酸發(fā)酵，另一部分經(jīng)過(guò)壓酒分離后，在同等條件下進(jìn)行自然醋酸發(fā)酵。即帶渣發(fā)酵和不帶渣發(fā)酵。從圖3中可以看出，在醋酸發(fā)酵過(guò)程中(18d后)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，單寧含量總體呈上升趨勢(shì)，帶渣發(fā)酵條件下的單寧含量變化趨勢(shì)較為平緩。不帶渣發(fā)酵條件下的單寧含量有小幅上升，進(jìn)入醋酸發(fā)酵過(guò)程后，受外界環(huán)境的影響，酚類前體物質(zhì)不斷氧化、絡(luò)合形成單寧，使得單寧含量增加［7］。而兩種不同的發(fā)酵方式，單寧含量變化幅度有一定區(qū)別，可能是因?yàn)榉蛛x取酒將一部分阻礙酚類前體物質(zhì)絡(luò)合形成單寧的物質(zhì)除去，因此不帶渣發(fā)酵酚類前體物質(zhì)不斷氧化、絡(luò)合形成單寧，增加單寧含量。

圖3 發(fā)酵方式對(duì)單寧含量的影響Fig.3 Influence of fermentation patterns on tannins content

2.4 通氣狀況對(duì)醋酸發(fā)酵過(guò)程中單寧變化的影響

在柿醋酸發(fā)酵過(guò)程中，采用通氣攪拌發(fā)酵(37℃、攪拌速度 80r/min，通氣量 1∶0.17)，以靜置發(fā)酵作為對(duì)照。每3d測(cè)發(fā)酵過(guò)程中單寧含量的變化情況。

由圖4可以看出，在醋酸發(fā)酵過(guò)程中(18d以后)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，單寧含量總體呈上升趨勢(shì)。在攪拌發(fā)酵條件下，單寧含量上升的較為緩慢。分析原因可能是在攪拌發(fā)酵過(guò)程中大量的空氣進(jìn)入發(fā)酵體系，使得單寧被空氣中的氧所氧化，特別是在水溶液狀態(tài)下和有多酚氧化酶存在的條件下［8］。因此較靜置發(fā)酵過(guò)程，其單寧含量上升較慢。由此可見(jiàn)，通氣狀況對(duì)醋酸發(fā)酵過(guò)程中單寧的變化有較為明顯的影響。因?yàn)榇姿峋鷮賹Ｐ院醚蹙?，醋酸發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)好氧過(guò)程，用通氣攪拌來(lái)增加發(fā)酵體系通氣量，為醋酸菌提供良好的供氧環(huán)境，快速生長(zhǎng)繁殖，加速醋酸反應(yīng)速率［9］進(jìn)而影響單寧含量的變化。

3 結(jié)論

圖4 通氣狀況對(duì)單寧含量的影響Fig.4 Influence of aeration status on tannins content

柿醋因其富含有機(jī)酸及醇、糖、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成份，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，但在柿醋的研究過(guò)程中仍存在諸如返澀、非生物返濁等一些難題尚未得到根本解決，使得柿醋的風(fēng)味不太理想。本實(shí)驗(yàn)采用不同的發(fā)酵條件，探索造成返澀、非生物返濁問(wèn)題的主要原因—單寧的變化規(guī)律。研究表明單寧含量在柿醋發(fā)酵過(guò)程中呈先下降后小幅上升的趨勢(shì)，且發(fā)酵溫度對(duì)單寧含量的變化影響較大。這一研究結(jié)果，以期對(duì)柿醋風(fēng)味不太理想的問(wèn)題能從其產(chǎn)生的原因之—酚類物質(zhì)的變化規(guī)律入手得到一些改善，進(jìn)一步擴(kuò)大柿果的利用率。

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